【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤，尤其涉及一种多芯扇入扇出芯片及其制备方法。
技术介绍
1、由于带宽高，损耗低的特点，目前光纤已经被应用于各种数据传输场景，光纤通信网络在日常数据交互中不可或缺的一部分。标准单模光纤的纤芯位置处于光纤的中心，在整个光纤的体积中占比很小。为了满足日益增长的数据传输容量要求，一种被称为多芯光纤的新型光纤应运而生。多芯光纤包含多个纤芯，可以更充分的利用光纤中的空间资源。
2、但是由于多芯光纤中纤芯的特殊排布，如何将不同信道的光低损耗的耦合进入多芯光纤中的不同纤芯中成为了一个需要解决的问题。由于在多芯光纤中芯与芯之间的间隔非常小，小于标准光纤阵列的127um或250um间隔，因此不能直接使用光纤阵列对接的方式来将光耦合进多芯光纤中。在一维多芯光纤的纤芯数量较少，且为一维排布时，可以采用平面光波导的方式将光从单芯光纤中耦合入多芯光纤中。然而，在多芯光纤中的纤芯是二维排布的情况下，不能采用平面plc波导对接的方法解决这个问题。
3、目前通常采用以下几种方案来解决这个问题：
4、第一种是采用空间耦合的方式。这种方案是将不同单芯光纤信道出射的光在空间中利用透镜及其他光学元件聚焦准直成对应于多芯光纤纤芯排布的阵列光场，再耦合到多芯光纤的纤芯中。这种方法的好处在于可以针对于不同纤芯排布和不同纤芯数量的多芯光纤耦合场景，灵活调整不同单模光纤信道在空间中产生的光场分布。缺点在于需要使用较多的光学元器件搭建光路系统，使耦合系统体积庞大，不便于集成。
5、第二种是使用腐蚀法制备光纤型的多芯扇
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种多芯扇入扇出芯片，旨在解决多芯扇入扇出器件结构复杂和体积较大的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的，一种多芯扇入扇出芯片，包括多芯光纤、波导结构以及光纤阵列结构, 所述多芯光纤具有多个光纤芯，所述波导结构包括多个波导芯，所述光纤阵列结构内部设有多个单芯光纤；其中，
3、每一所述波导芯均包括依次连接的第一传输段、连接段以及第二传输段，每一所述第一传输段与对应的所述单芯光纤相接，各所述第二传输段均与各所述光纤芯一一对应相接；
4、同一所述波导芯中，每一所述连接段的延伸方向与对应的所述第一传输段和所述第二传输段的延伸方向均具有夹角，每一所述连接段与对应的所述第一传输段和所述第二传输段的相接处分别设有两波导面，各所述波导面均用于反射光线，以使得所述光纤阵列结构与所述多芯光纤耦合。
5、在本专利技术的一些实施例中，所述波导结构包括处于所述波导芯外侧的包层，所述波导芯的折射率大于所述包层的折射率，所述波导面的两侧分别为所述波导芯和所述包层。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述波导芯的折射率为n1，所述包层的折射率为n2，所述波导面的全反射临界角为，每一所述第一传输段的延伸方向与一所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与一所述波导面的角度均大于。
7、在本专利技术的一些实施例中，每一所述第一传输段的延伸方向与一所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与一所述波导面的角度相同或不同。
8、在本专利技术的一些实施例中，所述多芯扇入扇出芯片包括底座，所述底座上设有依次连接的所述光纤阵列结构、所述波导结构以及所述多芯光纤，各所述单芯光纤平行设置，各所述波导芯均与所述底座相接，所述包层为相邻两所述波导芯内的空气。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述单芯光纤数量与所述多芯光纤的纤芯数量相同或不同。
10、本专利技术提出一种制备方法，用于组装如上所述的多芯扇入扇出芯片，包括：
11、在所述光纤阵列结构内部开设多个安装区域，将每一所述单芯光纤安装于一所述安装区域内；
12、加工所述波导结构；
13、将所述光纤阵列结构和所述多芯光纤相接于所述波导结构的两端且均设于底座上，制成所述多芯扇入扇出芯片。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述光纤阵列结构包括叠加设置的盖板和基板；
15、所述在所述光纤阵列结构内部开设多个安装区域的步骤，包括：
16、在所述基板上通过机械加工依据预设图案形成多个间隔排布的v型槽；
17、扣合所述基板和所述盖板以围合形成多个所述安装区域；
18、设置所述光纤阵列结构于所述底座上。
19、在本专利技术的一些实施例中，所述加工所述波导结构的步骤，包括：
20、预设所述波导结构的形状数据；
21、依据所述形状数据对光敏材料进行激光聚合加工；
22、对加工后的所述光敏材料进行显影操作，去除未聚合的部分，以形成暴露于空气中的各波导芯。
23、在本专利技术的一些实施例中，每一所述第一传输段的延伸方向与对应的所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与对应的所述波导面的角度均处于15°~180°之间。
24、本专利技术中多芯扇入扇出芯片及其制备方法与现有技术相比，有益效果在于：
25、本专利技术提出一种多芯扇入扇出芯片及其制备方法，其中多芯扇入扇出芯片包括多芯光纤、波导结构以及光纤阵列结构, 多芯光纤具有多个光纤芯，波导结构包括多个波导芯，光纤阵列结构内部设有多个单芯光纤；其中，每一波导芯均包括依次连接的第一传输段、连接段以及第二传输段，每一第一传输段与对应的单芯光纤相接，各第二传输段均与各光纤芯一一对应相接；同一波导芯中，每一连接段的延伸方向与对应的第一传输段和第二传输段的延伸方向均具有夹角，每一连接段与对应的第一传输段和第二传输段的相接处分别设有两波导面，各波导面均用于反射光线，以使得光纤阵列结构与多芯光纤耦合。
26、多芯光纤内可为多维结构，例如多个内部的纤芯可为环绕中心纤芯的形式设置，从而多芯光纤形成为具有一定直径的线缆。各单芯光纤与波导结构内部的各波导芯一一对应耦合相接，各单芯光纤可为一维排布或多维排布。波导结构的多个波导芯可叠加设置，其中多个第一传输段为一维排布，多个第二传输段为多维排布，多个连接段可与多个单芯光纤排列平面倾斜设置，使得波导结构可将一维排布的多个单芯光纤与多维排布的多芯光纤内的纤芯一一对应耦合相接。从而实现经过多芯扇入扇出芯片内的光路在三维空间上的路径自由映射，多个单芯光纤无需进行多维空间上排布，结构简单，仅需对波导结构进行加工处理，使得多芯扇入扇出芯片具有制备灵活性和扩展性强的特点。若提高连接在波导结构两端的光线阵列结构中的单芯光纤数量和多芯光纤的纤芯数量，则波导结构内部需要更长的空间路径。由于本专利技术中改本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多芯扇入扇出芯片，其特征在于，包括多芯光纤、波导结构以及光纤阵列结构,所述多芯光纤具有多个光纤芯，所述波导结构包括多个波导芯，所述光纤阵列结构内部设有多个单芯光纤；其中，
2.根据权利要求1所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，所述波导结构包括处于所述波导芯外侧的包层，所述波导芯的折射率大于所述包层的折射率，所述波导面的两侧分别为所述波导芯和所述包层。
3.根据权利要求2所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，所述波导芯的折射率为n1，所述包层的折射率为n2，所述波导面的全反射临界角为，每一所述第一传输段的延伸方向与一所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与一所述波导面的角度均大于。
4.根据权利要求3所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，每一所述第一传输段的延伸方向与一所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与一所述波导面的角度相同或不同。
5.根据权利要求2所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，所述多芯扇入扇出芯片包括底座，所述底座上设有依次连接的所述光纤阵列结构、所述波导结构以及所述多芯光纤，各所述单芯光纤平行设置
6.根据权利要求5所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，所述单芯光纤数量与所述多芯光纤的纤芯数量相同或不同。
7.一种制备方法，用于组装如权利要求1-6任一项所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述光纤阵列结构包括叠加设置的盖板和基板；
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述加工所述波导结构的步骤，包括：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，每一所述第一传输段的延伸方向与对应的所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与对应的所述波导面的角度均处于15°~180°之间。
...【技术特征摘要】
1.一种多芯扇入扇出芯片，其特征在于，包括多芯光纤、波导结构以及光纤阵列结构,所述多芯光纤具有多个光纤芯，所述波导结构包括多个波导芯，所述光纤阵列结构内部设有多个单芯光纤；其中，
2.根据权利要求1所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，所述波导结构包括处于所述波导芯外侧的包层，所述波导芯的折射率大于所述包层的折射率，所述波导面的两侧分别为所述波导芯和所述包层。
3.根据权利要求2所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，所述波导芯的折射率为n1，所述包层的折射率为n2，所述波导面的全反射临界角为，每一所述第一传输段的延伸方向与一所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与一所述波导面的角度均大于。
4.根据权利要求3所述的多芯扇入扇出芯片，其特征在于，每一所述第一传输段的延伸方向与一所述波导面的角度和每一所述第二传输段的延伸方向与一所述波导面的角度相同或不同。
5.根据权利要求2所述的...
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